Нормы участия энергоблоков ТЭС в нормированном первичном и автоматическом вторичном регулировании частоты (стр. 3 )

Производитель должен представить описание метода измерения и другие документы, подтверждающие, что измерение частоты вращения турбины или частоты электрического тока в сети, которое используется в первичном регулировании частоты, осуществляется с точностью не хуже чем 10 мГц.

8.1.3  Проверка систем архивной регистрации и мониторинга

Производитель должен представить комиссии систему архивной регистрации и документацию на нее для проверки выполнения требований к составу параметров, хранящихся в архиве, к сохранению заданных параметров технологического процесса с дискретизацией по времени не более 1 секунды и привязкой к астрономическому времени с точностью не хуже 1 секунды. Запись архивов должна осуществляться с разрешающей способностью не хуже чем 14 бит.

Производитель должен представить комиссии систему мониторинга, позволяющую достоверно оценивать эффективность регулирования.

Мониторинг должен осуществляться путем графического представления на одном кадре заданных текущих (с постоянным обновлением) или архивных параметров с разрешающей способностью не хуже 2 секунд.

Разрешающая способность графического представления изменения мощности должна быть не хуже 0,1% PHOM и изменения частоты не хуже 2 мГц.

Должна быть предусмотрена возможность копирования заданной части архива за заданный промежуток времени на внешний носитель, для последующего использования при обработке результатов испытаний и участия энергоблока в регулировании.

8.2  Проверка первичного регулирования

8.2.1  Проверка нечувствительности первичных регуляторов

Испытание проводится при базовой нагрузке блока, заданной в середине регулировочного диапазона (РР_МИН +(PР_МАКС – РР_МИН)/2), заданной величине статизма 6%.

Во время испытания имитируются скачкообразные изменения частоты Δf = ± 10 мГц, согласно рисунку 8.1.

Рис. 8.1. Проверка нечувствительности первичных регуляторов.

Критерии оценки нечувствительности регуляторов:

- при имитации скачкообразного изменения частоты электрического тока на величину Df = ± 10 мГц должно происходить заметное изменение мощности энергоблока, изменение положения клапанов турбины и регулирующих органов котла;

- знак величины изменения мощности и положения должен быть противоположен знаку величины изменения частоты.

8.2.2  Проверка правильности работы системы первичного регулирования частоты при разных значениях величины статизма

Проверка правильности работы системы первичного регулирования частоты при разных значениях величины статизма производится при трех уровнях заданной базовой нагрузки энергоблока:

внизу регулировочного диапазона

PЗАД = РР_МИН + 5% РНОМ;

в середине регулировочного диапазона

PЗАД = РР_МИН +(PР_МАКС – РР_МИН)/2;

вверху регулировочного диапазона

PЗАД = PР_МАКС – 5% РНОМ.

Испытания должны повторяться для 2-х разных значений величины статизма (4% и 6%).

Испытания производятся путем имитации скачкообразного изменения частоты электрического тока согласно таблицам 8.1. и 8.2.

Во время испытаний скачок частоты должен состоять как минимум из трех ступеней.

Образцы переходных процессов изменения мощности энергоблока под воздействием системы первичного регулирования частоты при статизме 6% показаны на рисунках 8.2. и 8.3.

Диапазон регулирования	±5,0%	(±15 МВт)
Df	f	S	PИСХ	DPрасч	DPизм
мГц	Гц	%	МВт	МВт	МВт
0	50	6,0%		0
-60	50	6,0%		5,0
-110	50	6,0%		10,0
-160	50	6,0%		15,0
0	50	4,0%		0
-40	50	4,0%		4,5
-70	50	4,0%		9,0
-110	50	4,0%		15,0
0	50	4,0%		0

Табл. 8.1. Программа проверки статической характеристики системы первичного регулирования частоты при имитации снижения частоты.

Рис. 8.2. Переходные процессы во время испытаний при имитации снижения частоты и заданной величине статизма 6%

Диапазон регулирования	±5,0%	(±15 МВт)
Df	f	S	PИСХ	DPрасч	DPизм
мГц	Гц	%	МВт	МВт	МВт
0	50	6,0%		0
60	50	6,0%		-5,0
110	50	6,0%		-10,0
160	50	6,0%		-15,0
0	50	4,0%		0
40	50	4,0%		-4,5
70	50	4,0%		-9,0
110	50	4,0%		-15,0
0	50	4,0%		0

Табл. 8.2. Программа проверки статической характеристики системы первичного регулирования частоты при имитации повышения частоты.

Рис. 8.3. Переходные процессы во время испытаний при имитации повышения частоты и заданной величине статизма 6%

Критерии оценки:

При имитации скачкообразного изменения частоты электрического тока сети измеряемое изменение производимой энергоблоком мощности DРИЗМ не должно отличаться от нормированного расчетного изменения DРРАСЧ более чем на 1% РНОМ.

8.2.3  Проверка динамики отработки задания мощности при воздействии системы первичного регулирования частоты

Испытания должны проводиться как минимум при 3-х уровнях заданной базовой нагрузки энергоблока:

внизу регулировочного диапазона

PЗАД = РР_МИН + 5% РНОМ – нормально, (PЗАД = РР_МИН + 12,5% РНОМ - для проверки аварийного первичного регулирования);

в середине регулировочного диапазона

PЗАД = РР_МИН +(PР_МАКС – РР_МИН)/2;

вверху регулировочного диапазона

PЗАД = PР_МАКС – 5% РНОМ – нормально, (PЗАД = РР_МАКС – 12,5% РНОМ - для проверки аварийного первичного регулирования),

с заданным статизмом 6%.

Во время испытаний для каждого из 3-х уровней нагрузки имитируются:

-  скачкообразные изменения частоты тока сети Δf = ± 160 мГц каждые 5 минут при заданном резерве ± 5% РНОМ;

-  скачкообразные изменения частоты тока сети Δf = ± 380 мГц каждые 5 минут при заданном резерве ± 12,5% РНОМ.

Программа имитации изменения частоты электрического тока в сети на ± 160 мГц и пример изменения мощности энергоблока во время испытаний показан на рисунке 8.4.

Программа имитации изменения частоты электрического тока в сети на ± 380 мГц и пример изменения мощности энергоблока во время испытаний показан на рисунке 8.5.

Рис. 8.4. Программа проверки динамики реакции первичного регулирования и переходные процессы во время испытаний

Критерии оценки:

­  при скачкообразном изменении частоты тока в сети Df =±160 мГц должно произойти апериодическое изменение мощности энергоблока минимум на ±2,5 % его номинальной мощности за время t £ 10 сек. и до ±5 % номинальной мощности за время t £ 30 сек. от начала данного скачка;

­  при скачкообразном изменении частоты тока в сети не должно происходить перерегулирования по мощности более чем на 1% номинальной мощности энергоблока, переходный процесс не должен содержать незатухающих колебаний мощности;

­  мощность энергоблока после окончания переходного процесса должна удерживаться с абсолютной погрешностью не выше ± 1 % PНОМ;

­  в процессе регулирования котельная автоматика должна поддерживать параметры котла в заданных пределах без колебательного процесса и тенденции к выходу параметров котла на аварийные ограничения.

Рис. 8.5. Программа проверки динамики реакции первичного регулирования на аварийные изменения частоты и переходные процессы во время испытаний

Критерии оценки:

­  при скачкообразном изменении частоты тока в сети Df =±380 мГц должно произойти апериодическое изменение мощности энергоблока минимум на ±6 % его номинальной мощности за время t £ 10 сек. и до ±12,5 % номинальной мощности за время t £ 2 мин. от начала данного скачка;

­  во время ответа на скачкообразное изменение частоты тока сети не должно происходить перерегулирования по мощности более чем на 1% номинальной мощности энергоблока, переходный процесс не должен содержать незатухающих колебаний мощности;

­  мощность энергоблока после окончания переходного процесса должна удерживаться с абсолютной погрешностью не выше ± 1 % PНОМ;

­  в процессе регулирования котельная автоматика должна поддерживать параметры котла в заданных пределах без колебательного процесса и тенденции к выходу параметров котла на аварийные ограничения.

8.3  Проверка вторичного регулирования

8.3.1  Проверка динамики отработки задания мощности при воздействии центрального регулятора

Испытания должны проводиться как минимум при 3-х уровнях заданной базовой нагрузки энергоблока:

внизу регулировочного диапазона

PЗАД = (РР_МИН + 10% РНОМ);

в середине регулировочного диапазона

PЗАД = (РР_МИН +(PР_МАКС – РР_МИН)/2);

вверху регулировочного диапазона

PЗАД = (PР_МАКС – 10% РНОМ).

Во время испытаний для каждого из 3-х уровней нагрузки имитируется периодическое изменение воздействия центрального регулятора на задание мощности.

Для диапазона вторичного регулирования = ±5% РНОМ мощность должна изменяться со скоростью 1% РНОМ/мин следующим образом:

DРВТ = 0% PНОМ / +5%PНОМ \ –5% PНОМ / +5% PНОМ \ 0% PНОМ МВт

Программа имитации изменения задания от центрального регулятора и пример отработки задания мощности во время испытаний показаны на рисунке 8.6.

Рис. 8.6. Программа проверки диапазона и динамики реакции вторичного регулирования

Критерии оценки:

- автоматический регулятор мощности энергоблока должен отрабатывать периодические изменения задания мощности от центрального регулятора с динамической погрешностью не превышающей ±1% РНОМ.

8.4  Проверка правильности совместного действия первичного, вторичного и третичного регулирования

Для проверки правильного взаимодействия первичного, вторичного и третичного регулирования во всём диапазоне проводятся испытания, описанные ниже.

Для достоверной оценки взаимодействия, имитация заданий по первичному, вторичному и третичному регулированию производится раздельно, с подачей имитирующего сигнала на соответствующий вход системы регулирования.

Ниже для справки приведены эквивалентные задания.

8.4.1  Проведение испытаний внизу диапазона регулирования

Испытания проводятся внизу регулировочного диапазона, начиная с нагрузки энергоблока (РР_МИН + 10% РНОМ) с заданной величиной статизма 6%.

Во время испытаний имитируется линейное изменение воздействия вторичного регулятора частоты на задание мощности и скачкообразное изменение частоты электрического тока в сети:

DР = 0% PНОМ \ –5% PНОМ ùë –10% PНОМ ûé –5% PНОМ / 0% PНОМ МВт

Программа имитации изменения задания от центрального регулятора и изменения частоты электрического тока во время испытаний показаны на рисунке 8.7.

б) Эквивалентное задание

 

Рис. 8.7. Программа проверки энергоблоков в низу диапазона регулирования

Критерии оценки:

- мощность энергоблока должна изменяться для каждого фрагмента испытаний согласно требованиям, представленным в разделах 8.2 и 8.3.

- автоматический регулятор энергоблока должен отрабатывать линейные изменения задания мощности от центрального регулятора с динамической погрешностью, не превышающей ±1% РНОМ.

- отработка изменения задания мощности энергоблока под воздействием системы первичного регулирования частоты при скачкообразном изменении частоты электрического тока сети должна удовлетворять требованиям к динамике первичного регулирования.

8.4.2  Проведение испытаний в середине диапазона

После проведения испытаний, описанных в пункте 8.1, в процессе подготовки испытаний по п. 8.3 энергоблок должен отработать изменение базового задания в режиме и со скоростью, определенными для третичного регулирования (в настоящие время 0,5% РНОМ/мин) с уровня мощности (РР_МИН + 10% РНОМ) на уровень (РР_МАКС – 10% РНОМ).

Во время переходного процесса проводится проверка правильности взаимодействия первичного, вторичного и третичного регулирования по программе, показанной на рисунке 8.8.

Испытания проводятся в середине регулировочного диапазона.

Запуск программы (t=0) за 20 минут до достижения заданием третичного регулирования среднего уровня РР_СР = (РР_МИН +(PР_МАКС – РР_МИН)/2)) с заданной величиной статизма 6%.

Рис. 8.8. Программа проверки энергоблоков в середине диапазона регулирования

Критерии оценки:

- автоматический регулятор энергоблока должен отрабатывать суммарное задание мощности, поступающее по каналам вторичного и третичного регулирования, с динамической погрешностью не превышающей ±1% РНОМ.

- отработка изменения задания мощности энергоблока под воздействием системы первичного регулирования частоты при скачкообразном изменении частоты должна удовлетворять требованиям к динамике первичного регулирования.

8.4.3  Проведение испытаний вверху диапазона

Испытания проводятся вверху регулировочного диапазона, начиная с нагрузки энергоблока (РР_МАКС – 10% РНОМ) с заданным статизмом 6%.

Во время испытаний имитируются линейные изменения заданной мощности вторичного регулирования и скачкообразное изменение частоты электрического тока в сети:

DР = 0% PНОМ / +5% PНОМ ûé +10% PНОМ ùë +5% PНОМ / 0% PНОМ МВт

Программа имитации изменения задания от центрального регулятора и изменений частоты тока в сети во время испытаний показаны на рисунке 8.9.

0

t [мин]

15

DР[МВт]

DР[МВт]

Df [мГц]

160

-160

 

Рис. 8.9. Программа проверки энергоблока вверху регулировочного диапазона

Критерии оценки:

- мощность энергоблока должна изменяться для каждого фрагмента испытаний согласно соответствующим требованиям, представленным в разделах 8.2 и 8.3;

- автоматический регулятор энергоблока должен отрабатывать линейные изменения задания мощности от центрального регулятора вторичного регулирования частоты с динамической погрешностью, не превышающей ±1% РНОМ;

- отработка изменения задания мощности энергоблока под воздействием системы первичного регулирования частоты при скачкообразном изменении частоты электрического тока сети должна удовлетворять требованиям к динамике первичного регулирования.

8.5  Демонстрация оперативного изменения значений мертвой полосы и статизма

Производитель должен продемонстрировать комиссии возможность оперативного изменения значений мертвой полосы первичного регулирования в пределах от ±Δf0мин до ±70мГц (теоретически до ±500мГц) с минимальной дискретностью 10мГц и статизма в пределах 4-6% с минимальной дискретностью 1%.

Критерии оценки:

Оперативное изменение значения величины мертвой полосы (диапазон ±Δf0мин÷±500мГц с минимальной дискретностью 10мГц) и статизма (диапазон 4-6% с минимальной дискретностью 1%) возможно уполномоченным персоналом электростанции.

8.6  Проверка возможности оперативного включения и отключения вторичного регулирования

Производитель должен продемонстрировать комиссии возможность оперативного включения и отключения функции вторичного регулирования.

Критерии оценки:

Оперативное включение и отключение функции вторичного регулирования возможно уполномоченным персоналом электростанции.

8.7  Проверка возможности оперативного включения и отключения нормированного первичного регулирования

Производитель должен продемонстрировать комиссии возможность оперативного включения и отключения функции нормированного первичного регулирования. Эта операция должна происходить путём автоматического установления мертвой полосы ±70 мГц (отключение) или восстановления минимального значения мертвой полосы (включение).

Проверка правильности оперативного включения и отключения функции нормированного первичного регулирования производится при опробовании энергоблока (п.8.8)

8.8  Опробование реального участия энергоблока в нормированном первичном регулировании частоты

После завершения испытаний и проверок по п. п. 1-19 типового порядка испытаний (п.8.1.1), проводится опробование реального участия энергоблока в нормированном первичном регулировании частоты.

При опробовании энергоблок должен работать с минимальной мертвой полосой первичного регулирования (не более ±20 мГц), определяемой нечувствительностью первичных регуляторов энергоблока и точностью локальных измерений частоты, если не оговорено другое.

Опробование проводится в процессе отработки энергоблоком реального суточного графика, включающего 3 уровня заданной базовой нагрузки: внизу регулировочного диапазона, в середине регулировочного диапазона и вверху регулировочного диапазона, с заданным статизмом 4%.

Переход от одного уровня нагрузки на другой должен производиться со скоростью 0,5% РНОМ/мин.

Во время опробования резерв первичного регулирования (запас диапазона автоматического регулирования) должен составлять не менее ±5% РНОМ как при неизменном задании базовой нагрузки энергоблока, так и при переходе от одного уровня нагрузки на другой.

Минимальное время работы на неизменном уровне нагрузки – 1 час.

На одном из постоянных уровней нагрузки производится оперативное отключение и включение функции нормированного первичного регулирования путем автоматического установления мертвой полосы ±70 мГц (отключение) и последующего восстановления минимальной мертвой полосы (включение).

Продолжительность отключения функции нормированного первичного регулирования должна быть порядка 30-40 минут. При этом фиксируется время отключения и включения функции нормированного первичного регулирования.

Оценка проводится на основании данных текущего мониторинга (в присутствии участников испытаний) и на основе архива мониторинга в остальное время.

Критерии оценки:

-  при колебаниях частоты в пределах 50±0,02 Гц и постоянной базовой нагрузке мощность энергоблока должна оставаться практически неизменной (в пределах ±0,5% PНОМ относительно заданной базовой нагрузки);

-  при отклонении частоты тока в сети на величину более ±20 мГц должно происходить заметное изменение мощности энергоблока и изменение положения клапанов турбины;

-  знак величины изменения мощности и положения клапанов должен быть противоположен знаку величины изменения частоты;

-  при отклонениях частоты тока в сети на величину 30 мГц или более продолжительностью более 1 минуты должно четко фиксироваться соответствующее изменение первичной мощности блока на величину 0,5% РНОМ или более, пропорционально отклонению частоты;

-  при возврате частоты в диапазон 50±0,01 Гц продолжительностью более 1 минуты должен фиксироваться четкий возврат мощности энергоблока к исходной нагрузке;

-  в случае скачкообразного изменения частоты на величину ±30 мГц и более должно четко фиксироваться соответствующее изменение мощности блока с требуемой динамикой первичного регулирования и последующее пропорциональное отклонению частоты изменения мощности до возврата частоты в диапазон 50±0,01 Гц;

-  в периоды монотонного изменения базовой мощности энергоблока должна отчетливо накладываться выдача первичной мощности при отклонении частоты тока в сети за пределы ±30 мГц;

-  должно быть обеспечено устойчивое удержание средней за час нагрузки энергоблока на уровне ±0,5% РНОМ заданной базовой мощности при средней за час частоте тока в сети в пределах 50±0,01 Гц;

-  в период отключения функции нормированного первичного регулирования и при отклонениях текущей частоты тока в сети до ±70 мГц не должно происходить заметного изменения первичной мощности энергоблока;

-  качество мониторинга должно обеспечивать чёткую фиксацию выполнения указанных критериев по величине и по времени.

УДК ОКС

Ключевые слова: тепловая электростанция, энергоблок, частота электрического тока, первичное регулирование частоты электрического тока, общее первичное регулирование частоты, нормированное первичное регулирование частоты, мертвая полоса первичного регулирования, вторичное регулирование частоты и мощности, третичное регулирование мощности, диапазоны регулирования, резервы регулирования.